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水田における黒雲母の還元風化に伴うセシウム放出リスクの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J06569
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関京都府立大学

研究代表者

小笠原 翔  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード放射性セシウム / 土壌 / 雲母鉱物 / 移行係数 / カリウム / 黒雲母 / 福島 / 安定同位体セシウム / 花崗閃緑岩
研究実績の概要

放射性セシウム(RCs)は土壌中に含まれる雲母系鉱物に強く吸着される。福島県東部の土壌のうち、花崗岩帯の土壌(G土壌)には黒雲母という雲母鉱物が、堆積岩帯の土壌(S土壌)にはイライトという雲母鉱物が含まれると予想されるが、黒雲母はイライトに比べて不安定な構造を持つため、G土壌はS土壌に比べRCsの保持力に劣り、農作物へもRCsが移行しやすい可能性がある。そこで本研究では、両土壌におけるRCsの保持力と農作物への移行リスクを定量評価することを第一の目的とした。また第二の目的として、土壌中に元々含まれる安定同位体Cs(SCs)がRCsのアナログとして農作物移行リスクの予測に利用できないかについても検討した。
X線回折法による鉱物組成の分析から、G土壌には黒雲母とその風化生成物が、S土壌にはイライトおよび黒雲母とそれらの風化生成物が主に含まれていることが分かった。RCs吸脱着実験から、G土壌はS土壌よりも高いRCs吸着能を持つために、予想に反して、容易に脱着するRCs(交換態RCs)の割合が少ないことが明らかとなった。また、G土壌はS土壌よりも、RCsの農作物移行を抑制する効果を持つカリウムを多く放出する性質があった。これらの要因により、G土壌およびS土壌を培地として水稲を栽培した結果では、RCsが土壌から水稲へ移行した程度(移行係数)はS土壌よりもG土壌の方が小さくなった。
以上より、主に黒雲母を含むG土壌の方が、イライトも含むS土壌よりもRCsの農作物移行リスクは低いと結論づけられた。加えて、交換態RCsの割合やRCsの移行係数は、交換態SCsの割合やSCsの移行係数と有意な正の相関を示し、SCsからRCsの移行リスクを予測できる可能性が示された。
本研究の結果は今後の福島県における農作物へのRCs移行リスク予測技術の開発に有用なものだった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A stepwise change of frayed edge site content in biotite in response to the gradual release of potassium from the interlayers2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Ogasawara, Atsushi Nakao, Junta Yanai
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 63 号: 6 ページ: 529-535

    • DOI

      10.1080/00380768.2017.1402660

    • NAID

      210000011943

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mobility of 137Cs and stable Cs in soil-plant systems in contaminated soils in Fukushima, Japan.2017

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara, S., Eguchi, T., Nakao, A., Fujimura, S., Takahashi, Y., Matsunami, H., Tsukada, H., Shinano, T., Yanai, J.
    • 学会等名
      14th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements (ICOBTE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 京都府の農耕地土壌に含まれる雲母系鉱物の 種類とセシウム脱着特性の関係2017

    • 著者名/発表者名
      小笠原 翔, 太田 帆乃夏, 中尾 淳, 矢内 純太
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会本大会仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 花崗閃緑岩から生成した森林土壌における放射性セシウムと安定同位体セシウムの放出性の規定要因2016

    • 著者名/発表者名
      小笠原 翔, 松山 由樹, 中尾 淳, 矢内 純太
    • 学会等名
      日本ペドロジー学会2016年度大会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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